автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.05, диссертация на тему:Разработка способа подготовки свекловичной стружки к экстрагированию

Г> 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ВЫСШЕМУ ОБРАЗОВАНИЮ МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ

На правах рукописи

БУРОМСКИЙ Владимир Васильевич

РАЗРАБОТКА СПОСОБА ПОДГОТОВКИ СВЕКЛОВИЧНОЙ СТРУЖКИ К ЭКСТРАГИРОВАНИЮ

Специальность 05.18.05 - Технология сахара и сахаристых

веществ

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1936

ГОСУДАРСТВЕНШИ КОМИТЕТ РОССЖЖОЙ ФЕДЕРАЦИЯ ГЮ ВЫСШЕМУ ОБРАЗОВАНИЮ МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ПШЕБЫХ ПРОЮВОДСШ

На правая рукописи БУРОМСКШ Владимир Васильевич

РАЗРАБОТКА СПОСОБА ПОДГОТОВКИ СВЕКЛОВИЧНОЙ СТРУЖКИ К ЗКСтГИРОВАКШ

Специальность 05.18.05 - Технология сахара и сахаристых

веществ.

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1996

Работа выполнена в Российском туте сахарной промышленности.

Научный руководитель^

Официальные оппоненты:

научно-исследовательском инста-

до кто р технических наук СШЧАК В. В.

доктор технических наук, профессор БУГАЕНКО И. Ф. кандидат технических наук СЛАВГОГ-ОДСКАЯ И. П.

Ведущая организация - Орловское объединение

сахарной промышленности "Орелсахар"

Защита состоится "Лц ." ¡/-¿¿Ё^^Ф— 1998 г. в часов

в аул. ______________ на заседании диссертационного совета Д.063.51.02

при Московской государственной академии пищевых производств по адресу: 1250ЯО. Москва. Волоколамское шоссе. 11.

диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГАПП.

Автореферат разослан "

■Щ. 1996г.

Ученый секретарь диссертационного совета, проф. А. 1.' , - ,

М. С. Жигалов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В обеспечении населения страны продуктами питания важная роль принадлежит свеклосахарной промышленности. Поэтому увеличение выхода сахара из свеклы при экономном и рациональном использовании сырья, топливно-энергетических ресурсов и вспомогательных материалов является одной из главных задач сахарного производства. Успешное ре^ние этой задачи может быть осуществлено путем постоянного совершенствования технологических процессов и создания новых видов оборудования.

Экстрагирование сахарозы из свекловичной стружки является первой основной стадией технологического процесса производства сахара. Это сложный тепломассообменный процесс, зависящий от многих Факторов, и, в свою очередь, определяющий основные технико-экономические показатели работы предприятия.

Одним из методов интенсификации процесса экстрагирования, получивших наибольшее распространение, является тепловея обработка стружки (ошпаривание). Наиболее выгодно проводить мгновенное ошпаривание насьыенным паром, которое обеспечивает полный плазмолиз клеток. В то же время данная технология пока не использует свойства других химических соединений, увеличивающих проницаемость свекловичной ткани.

В связи с этим возникла необходимость исследовать влияние 4изико-хишческих методов обработки свекловичной стружки перед экстрагированием на эффективность извлечения сахарозы и на основа полученных рэзультатоз разработать способ получения диффузионного сока.

Необходимость дальнейшего совершенствования процессов эк-

страгирования сахарозы и внедрения новых эффективных методов обработаем свекловичной стружки, а также значимость такого рода исследований для технологии сахарного производства обуславливаю": актуальность данной работы.

ся разработка способа подготовки свекловичной стружки к экстрагированию для последующей интенсификации процесса извлечения саха розы.

В соответствии с этим были определены конкретные задачи ра

боты:

- экспериментальное изучение закономерностей физико-химичес кии методов обработки свекловичной стружки перед экстрагирова нием сахарозы;

- разработка на основе полученных результатов способа подго товки свекловичной стружки к экстрагированию:

- проверка разработанного способа в промышленных условиях.

Н_а_у__.ч. н_а_я_.. н В работе содержатся следую-

щие новые научные результаты:

- установлено, что при ошпаривании свекловичной стружки ш ром в промышленных условиях за короткий промежуток времени ! удается достичь равномерного нагрева ее массы, что приводит уменьшению степени проницаемости свекловичной ткани:

- доказано, что нагрев свекловичной стружки паром до теш ратуры 60-70°С. а затем соком до 75-78°С сокращает продолж тельность процесса в 4,7-5,4 раза по сравнению с ошпариванием с ком:

- выявлена зависимость коэффициента диффузии сахарозы чистоты свекловичного сока, предложено уравнение для ее описан1

>__т_Ы- Целью настоядего исследования являет-

- доказано» что при ошпаривании свекловичной стружки введение в пар Формальдегида и изопропанола приводит к увеличению коэффициента диффузии сахарозы на 20-252, снижению шкрсбмальной зараженности диффузионного сока в 500 раз, повышению эффекта очистки ка диффузии на 5-7%.

Разработан способ получения диффузионного сока, на который имеется положительное решение о выдаче патента.

Практическая иянногтъ работы заключается в следующем:

- на основе изучения закономерностей тепловой обрзботки свекловичной стружки предложен способ ее комбинированного нагрева, позволяющий увеличить скорость процесса в 4,7-5,4 pava;

- установлено повышение дезинфицирующего действия папа в 80 раз при вводе в него Формальдегида, что позволило сократить расход реагента в 10 раз:

- предложен метод активизации действия пароФормададэгидной смеси введением изопропанола, приводящий к снижении количества микроорганизмов в диффузионном соке в 4 раза и сокращенна потерь сахарозы от разложения:

- разработана технология получения диффузионного сока с предварительной Физико-химической обработкой свекловичной струнки и оборудование для ее реализации.

Апппбаимя пябптн. Основные положения и результаты диссертационной работы доложены и одобрены на республиканской научно-технической конференции "Интенсификация технологий и совершенствование оборудования перерабатывающих отраслей АПК" С г.Киев, 1989г. ): научно-практической конференции "Научные основы повышения технического уровня свеклосахарного произвол-

- Л -

ства, увеличения выпуска и расширения ассортимента продукции" С г.Курск. 1992г.); республиканской научно-технической конференции "Повышение эффективности сахарного производства при минимальных капитальных затратах" С г. Краснодар, 1994г.).

По материалам диссертационной работы опубликовано 5 печатных работ, получено авторское свидетельство N 1703700 "Аппарат для ошпаривания свекловичной стружки" и положительное решение НИИГПЭ о выдаче патента по заявке N 94-022995/13 "Способ получения диффузионного сока".

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов и рекомендаций промышленности, списка использованной литературы и приложений.

Изложена на 131 странице машинописного текста, содержит 16 рисунков и 20 таблиц. Список использованной литературы включает 172 наименования.

Вп нр.рлрнии обосновывается актуальность темы диссертационной работы, излагаются цель и задачи исследований, научная новизна и основные положения, выносимые на защиту, а также практическая значимость работы.

ных о механизме и основных закономерностях процесса экстрагирования сахарозы с точки зрения влияния на его эффективность методоЕ подготовки свекловичной стружки, проанализированы некоторые 4аспекты теоретических основ экстрагирования сахарозы, дан кратки!

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

приведен анализ имеющихся в литературе дан-

обзор направления интенсификации процесса, при этой особсэ внимание уделено Физико-химическим методам обработки свекловичной стружи.

На основании анализа литературных данных сФоруулиронанк цель и задачи диссертационной работы.

Вторая глявд посвящена исследованию . основных закономарнос-тей экстрагирования сахарозы из свекловичной стружки при ошпаривании ее соком. Приводится методика сравнения эффективности способов предварительной обработки свекловичной стружки. Она основана на построении экстракционных кривых, расчете интервалы ;о-ите-рационным методом коэффициентов диффузии и степени проннц/'й^оста. определении среднего коэффициента диффузии за время спита по уравнению Фика.

Особое внимание было уделено поддержании постоякс-геа гидродинамических условий опыта, позволяющему пренебречь вшья^ конвективным сопротивлением из-за его относительно малой Е?лг-тны, а такш качеству стружки, которая готовилась путем нарег^-кмя острым тонким лезвием ножа брусков квадратного сечения с минимальным количеством трешин и разрывов.

Лабораторными исследованиями установлено, что коэффициент диффузии сахарозы практически на зависит от длины 100г свекловичной стружки С рис. 1). Объяснить это можно тем, что ка величину коэффициента диффузии влияет физико-химическое состояние свекловичной стружки, а не размеры.

В результате математической обработки результатов исследований свеклы Ценпэально-Чзрнозеыного региона получено эширическоэ уравнение зависимости коэффициента диффузии сахарозы от температуры:

3-10"

Hl]t '

5 ■

ti '

г J

сРынклрй-хПЗ-лъ-1*-oa- i

6 ¿}HH

Рис. I, Средний коэффициент диффузии сахарозы в зависимости от толщины стружки при температурах, С: 1-20; 2-30; 3-40; -1-50. '

<0 = ехр (- 2^5 + 0,0735i -0,0003Щ1)} Мг/с С1:)

Одним из показателей, которые характеризуют химический состав свеклы, является чистота свекловичного сока. В научной литературе отсутствуют сведения о связи данного показателя с коэффициентом диффузии сахарозы. • .

Для изучения влияния чистоты свекловичного сока на интенсив ность экстрагирования сахарозы определяли состав промежуточны продуктов и коэффициенты диффузии в опытах со свеклой" различны сроков хранения. Результата одной из серий опытов представлены табл. 1.

Из этих данных видно, что с уменьшением чистоты свекловичнс

Таблица 1.

Интенсивность экстрагирования сахарозы из свекловичной стружки в зависимое™ от чистоты свекловичного сока (температура 40°С)

Показатель Един. N опыта

рения 1 2 3 4 5

Исходная стружка: Сх длина 100г

Свекловичный сок:

СВ Ч

Через 360с экстрагирования свекловичная стружка: Сх сок: СВ

Ч

Через 720с экстрагирования свекловичная стружка: Сх сок: СВ

Через 1080с экстрагирования свекловичная стружка: Сх сок: СВ

Средний коэффициент диффузии 0-10~в в интервалах: О-ЗбОс 360-720с 720-1080С 0-1080С

Длительность хранения свеклы

X

и %

%

% % %

15.70 10,2

20.1 84.1

13.40 1.36 84.6

11.60 2.42 84.7

10.20 3,26 84,4

16,40 17.80 17.55 17,90 9,8 9.8 9.9 10,1

20,7 85.0

22,2 86.3

21.7 87.1

21.6 88.9

14.00'15.05 14.75 14,90 1.39 1.59 1,59 1.63 86,3 86.5 88.0 90,4

12.15 13.00 12.70 12.70 2.49 2.76 2,76 2,89 85.3 87.0 87.9 90.0

10.70 11.40 11.10 11.00 3.32 3,69 3.66 3.86 85.8 86,7 88.1 89,4

м^/с М£/С М£/С м^/с 0.281 0.282 0,281 0.281 0,290 0.286 0.286 0,287 0,303 0,238 0,300 0,302 0,318 0,305 0.309 0.311 0,329 0.321 0.330 0,326

СУТ. 167 129 89 48 0

го сока и увеличением длительности хранения свеклы средний коэффициент диффузии сахарозы из стружки уменьшался. Такое уменыпа-ние можно объяснить изменением химического состава свекловичного сока при хранении.

Математической обработкой результатов опытов получено эмпирическое уравнение:

. м*/с С 2)

где Чес - чистота свекловичного сока, %.

Представленные на рис. 2 экспериментальные и расчетные данные подтверждают существование математической зависимости коэффициента ди4Фузии от температуры и чистоты свекловичного сока, которая в обобщенном виде выражена уравнением:

1ретья_11пааа содержит результаты исследований закономерностей экстрагирования сахарозы при ошпаривании свекловичной стружки паром и соком. Полученные данные свидетельствуют о том, что интенсивность экстрагирования сахарозы из свекловичной стружки, ошпаренной паром, примерно такая же, как и при ошпаривании соком С рис. 3).

Но в некоторых опытах отмечены значительные колебания величин коэффициента диффузии, чего не наблюдалось при ошпаривании соком, что можно объяснить неравномерностью температуры в массе свекловичной стружки.

Чтобы проанализировать равномерность прогрева свекловичной стружки, из ошпаривателя в течение 8-10с отбирали 10-15 проб и определяли в каждой коэффициент степени проницаемости свекловичной ткани. Результаты одного из опытов представлены в табл. 2.

Из полученных данных можно сделать вывод о значительной неравномерности нагрева свекловичной стружки, т.к. коэффициент проницаемости изменялся от 0,627 до 0,977 (проба N12 нагревалась свекловичным соком в оптимальном режиме). Поэтому следует усовер-

$=(1,26-1,88

100-

4<с

~)ехр (-1^3+0,07351 -о.ооозт*)

СЗ)

34 8& 88, Рис. 2. Зависимость среднего коэффициента циффузии сахарозы от чистоты свекловичного сока при температурах, С: 1-20; 2-30; 3-40; 4-50; 5-60; 6-70. • - расчепше двшиа о - эхсперикенгалыше аядоея*«*

Рис. 3. Зависимость среднего коэффициента диффузии сахарозы от температуры при ошпаривании свекловичной стружки паром.

Таблица 2.

Показатели свекловичной стружки, нагретой в промышленном ошпаривателе Ш57-ППС

N пробы Длина 100г стружки, м Приведенный радиус стружки Я. 10^. м Относительная концентрация сахарозы Z Критерий Фурье . Fo Коэффициент м"/с Коэффициент степени проницаемости ткани, (р

1. 8,1 1.962 0,593 0,0208 0,742 0.66

2. 8,0 1,972 0,528 0,0304 1,094 0,98

3. 8.0 1,972 0.567 0.0244 0,880 0,79

4. 8.2 1.952 0,540 0,0281 0.992 0,89

5. 8,1 1.962 0,535 0,0295 1,052 0.94

6. 7.9 1.982 0,602 0,0195 0.711 0.63

7. 7.8 1.992 0.587 0. 0217 0,790 0,70

8. 8.3 1.942 0, 526 0, 0308 1.074 0,96

9. 8.0 1,972 0,563 0,0251 0,902 0,80

10. 7.9 1,982 0,550 0,0272 0.990 0,88

11. 8.1 1.962 0.601 0.0197 0,702 0,63

средн. 8.0 1.968 0,563 0,0252 0,903 0,81

12. 8,1 1,962 0, 522 0,0314 1,120 1,00

[действовать конструкцию ошпаривателя или разработать более эффективную технологию подготовки свекловичной стружки к экстрагированию из нее сахарозы.

Одной из таких технологий является комбинированный способ ошпаривания стружки паром и соком, который сочетает в себе преимущества и исключает недостатки каждого.

Ошпаривание свекловичной стружки комбинированным способо: осуществляли путем ее подогрева паром в течение нескольких се кунд до 40, 50. 60 или 70°С. а затем свекловичным горячим соко

ю 75°С. выдерживая при этой температуре 2,5мин. Представленные в :абл. 3 результаты свидетельствуют о значительной интенсификации теплообмена при равномерном прогреве всей стружки.

Таблица 3.

Показатели свекловичной стружки в зависимости от способа ее ошпаривания (.температура 20°С)

Температура нагрева свекловичной стружки, °С Чистота свекловичного сока, % 0- 10У. м^/с Коэффициент степени про-нимцаемости ткачи, у7

паром соком

50 75 86,6 0,104 1,00

50 75 86.7 0,103 0,03

50 75 86,7 0,104 1,00

50 75 86.5 0.101 0,97

60 75 86.6 0.102 О.ЙЗ

60 75 86.6 0,104 1.00

60 75 86.7 0.101 0,97

60 75 86.5 0,105 1,01

60 75 86.6 0,100 0,96

70 75 86.7 0,103 0,99

70 75 86.6 0,102 0,08

70 75 86.5 0,104 1,00

70 75 86.6 0,104 1,00

70 75 86.6 0,101 0,97

Целью следушей серии опытов являлось изучение влияния комплексного воздействия физико-химических Факторов на интенсивность экстрагирования сахарозы из свекловичной стружки.

При ошпаривании свекловичной стружки паром в него вводили раствор Формальдегида и поверхностно-активного вещества. В качес-

тве поверхностно-активного вещества для разрушения воздушных пузырьков в микротрещинах свекловичной стружки на основе теоретических исследований был выбран изопропанол. Он нашел широкое применение в сахарной промышленности для приготовления затравочной смеси утфеля 1 кристаллизации. Вследствие низкой температуры кипения (82.4°С), изопропанол может быть многократно использован в виде рециркулируемых паров, что уменьшит его расход.

Предетазленные на рис. 4 данные свидетельствуют о том, что обработка свекловичной стружки паром в смеси с Формальдегидом и изопропанолом увеличивает коэффициент диффузии сахарозы на 20-25%.

8}'Ю'0, о о

м*/с -о д 3

iZ,S ■

i О О • и п ^ г ° о %

' о 0

7,5-3 0 Q u 0 0 о" 4°-1

i-1 i

/ h 7 40 rfопита.

Рис. 4. Средние коэффициенты диффузии сахарозы после обработки стружки паром, формальдегидом, изопропанолом и свекловичным соком. Температура, °С: 1-50; 2-60; 3-70.

B_jyeiB£DTDft..rjiaae изложены результаты разработки и промышленных испытаний способа подготовки свекловичной стружки к экстрагированию сахарозы.

Для установления оптимального режима обработки свекловичной стружки, ее нагревали до 75°С: свекловичным соком: паром: паром, формальдегидом и изопропанолом : паром. Формальдегидом и изопро-панолом до 65°С, свекловичным соком до 75°С.

Из подготовленной таким образом свекловичной стружки получали диффузионный сок и определяли содержание в нем микроорганизмов методом высева проб на питательные среды. Для определения об-семененности свекловичной стружки микроорганизмами использовали метод смыва.

Из представленных в табл. 4 результатов видно, что максимальное количество микроорганизмов содержит диффузионный сок. полученный из стружки, ошпаренной свекловичным соком.

Это подтверждается и результатами исследований изменения рН экстракционной жидкости ео времени в зависимости от способа подготовки свекловичной стружки.

Из рис. 5 видно, что способ подготовки свекловичной стружки существенно влияет на изменение рН20 экстракционной жидкости в условиях опыта. По сравнению с ошпариванием свекловичным соком, дополнительный ввод Формальдегида замедляет снижение рН почти в 1,5 раза (кривая 2). Ошпаривание свекловичной стружки паром приводит к подавлению жизнедеятельности микроорганизмов, но по своей эффективности уступает действию Формальдегида С кривая 3).

При ошпаривании паром с Формальдегидом и свекловичным соком темп изменения рНйО еще более снижается (кривая 6), что позволяет сделать вгеод об активизации бактерицидного действия паро-формальдегидной смеси.

Добавление изопропанола к смеси водяного пара и формальдегида еще более увеличивает дезинфицирующие свойства такой смеси:

Таблица 4.

Содержание микроорганизмов в продуктах при различных способах ошпаривания свекловичной стружки

N Способ ошпаривания Количество микроорганизмов, шт.

опыта-та в 1г стружки в 1 мл диффузионного сока

Свекловичная стружка исходная 5.7.10Ю

1. Свекловичным соком 13700 3,6-106

2. Свекловичным соком и Формальдегидом 6340 8,8-10^

3. Паром 8990 1,4-Ю5

4. Паром и Формальдегидом 128 1,7.103

5. Паром и свекловичным соком 9133 2,1-105

6. Паром, формальдегидом и свекловичным соком 120 1.8.103

7. Паром. Формальдегидом и изопропанолом 29 390

8. Паром. Формальдегидом, изопропанолом и соком 26 420

9. Паром и изопропанолом 280 4.7-103

10. Паром, изопропанолом и соком 492 5,2.103

снижение рН диффузионного сока составило 0,02 ед.

Для установления оптимального режима обработки свекловичной стружки в опытах при прочих равных условиях изменяли соотношение количества теплоносителей для нагрева свекловичной стружки пр! постоянстве расхода химических реагентов.

Из рис. 6 видно, что при ошпаривании свекловичной стружк паром с добавкой Формальдегида и изопропанола, а затем свеклович ным соком, падение рН20 и концентрация микроорганизмов в 1 к диффузионного сока уменьшаются с повышением температуры паровог

Рис. 5. Изменение рН™ диффузионного сока при различных способах ошпаривания свекловичной стружки.

ошпаривания.

Объяснить это можно так: чем выше температура нагрева стружки паром, тем больше время их контакта и полнее дезинфекция. Следовательно. с точки зрения микробиологии, свекловичную стружку следует нагревать паром до возможно более высокой температуры, а температурный интервал нагрева соком следует принимать минимальным с учетом требований технологии и автоматизации процесса.

Из полученных данных и практики работы промышленных диффузионных установок непрерывного действия температуру нагрева свекловичной стружки паром следует принимать на уровне 60-?0°С С60°С - для заводов с колонными диффузионными аппаратами и 70°С - с наклонными).

Установлены оптимальные расходы химических реагентов: Фор-

Рис. б. Изменение лрН (I) и числа микроорганизмов в 1мл (2) диффузионного сока в зависимости от температуры ошпаривания свекловичной стружки.

'свеклы

. 7. Изменение числа микроорганизмов в 1мл диффузионного сока {I) и коэффициента диффузии сахгтзозьг (2) от расхода формальдегида (Ф), изопропанола (И) при ошпаривании свекловичной струкки паром.

мальдегида 1г. изопропанола 20мг на 100кг свеклы (рис.7).

На основе результатов этих исследований был разработан способ получения диффузионного сока, направленный на уменьшение потерь сахарозы при экстрагировании и снижение расхода химических реагентов для подавления жизнедеятельности микроорганизмов. Сущность способа заключается в том, что в пар, направляемый для ошпаривания свекловичной стружки, вводят изопрспанол в количестве 20-40мг и Формальдегид в количестве 1-2г на 100кг свеклы. Такую обработку производят в противотоке стружки и смеси, приготовленной впрыскиванием в паровой трубопровод или эжектор заданного количества реагентов: время контакта стружки и смеси - менее минуты.

Основой предлагаемого способа является способность водяного пара при температурах свыше 80°С активировать молекулы изопропанола и Формальдегида. В водяном паре Формальдегид и изопропанол испаряются. Образовавшаяся газовая смесь, двигаясь в сипаривате-ле вверх навстречу стружке, нагревает ее, вытесняя воздух взерх в воздушную оттяжку. При этом формальдегид многократно растворяется и вновь испаряется из жидкой пленки на поверхности стружки, дезинфицируя ее. Кратность Фазового превращения формальдегида и его бактерицидная активность прямо пропорциональны температуре, а т. к. для подогрева стружки используется пар с температурой 101-105°С. то расход Формальдегида уменьшается в 10-15 раз. Такая обработка повышает качество диффузионного сока, позволяет значительную часть формальдегида после дезинфекции стружки удалить через оттяжку и использовать повторно в замкнутом цикле.

Один из вариантов технологической схемы подготовки свекловичной стружки представлен на рис.8.

Схема предусматривает подачу свекловичной стружки через тур-

Рис. 8. Технологическая схема получения диффузионного сока с предварительной обработкой свекловичной стружки паром, формальдегидом и изопропанолом.

никет 1 в ошпариватель 2 типа Ш57-ППС, который выпускается серийно Купянским машиностроительным заводом.

Стружка в ошпаривателе 2 лопастями, посаженными на его вал, перемещается по ситчатым полкам, через отверстия в этих полках пересыпается вниз и, в конечном итоге, достигает выгрузочного турникета 8. Через паровой коллектор 9 под ситчатые полки. поступает пар с Формальдегидом и изопропанолом для ошпаривания и .дезинфекции свекловичной стружки.

Несконденсировавшиеся пар, изопропанол и Формальдегид вентилятором 3 из верхней части ошпариватгля направляются в нижнюю, обеспечивая путем многократной циркуляции значительное снижение расхода химреагентов.

Стружа, нагретая до температуры 60°С, регулируемой клапаном 10. через турникет 8 выгружается в мешалку 7. В эту мешалку

тоступает из колонного диффузионного аппарата 4 подогретый в подогревателе 5 диффузионный сок в количестве около 200% к массе свеклы, смешивается со свекловичной стружкой, после чего образовавшаяся сокостружечная смесь насосом 6 подается в колонну.

В табл. 5 представлены результаты сравнительных испытаний предлагаемого способа подготовки свекловичной стружки.

Таблица 5.

Результаты промышленных испытаний способа подготовки свекловичной стружки к экстрагированию (Льговский сахарный завод)

Показатель Един, изме- Способ подготовки свекловичной стружки

рения типовый предлагаема

Свекловичная стружка: Сх длина 100г % м 17,25 9,2 17,20 9,3

Свекловичный сок: отношение СВ Ч Нсх/Сх % % кг/ кг 21,7 85,5 0,1698 21,7 85,3 0,1730

Диффузионный сок: СВ Ч % % 14,5 86.9 14,9 87,4

Эффект очистки на диффузии % 11.1 16,3

Потери сахарозы в жоме % к массе свеклы 0.46 0,32

Сок П сатурации." отношение Ч Нсх/Сх кг/кг 90.6 0.0137 91,0 0.0989

Выход мелассы % к массе свеклы 4,92 4,65

Содержание сахарозы в мелассе % к массе свеклы 2.46 2.28

Выход сахара % к массе свеклы 13,40 13,81

Теоретическое уменьшение: несахаров в мелассе выхода мелассы сахарозы в мелассе >1 п - 0.13 0.31 0,18

Из зтин данньгх видно, что при одинаковом технологическом качестве свеклы, чистота диффузионного сока по предлагаемому способу выпв. Соответственно и эффект очистки на диффузии оказался на 5.22 больше, чем при ошпаривании свекловичной стружки соком.

Увеличение эффекта очистки положительно сказалось на мелас-сообразовании: ее выход снизился на 0,27%, содержание сахарозы -на 0,18% к массе переработанной свеклы. На 0,14% уменьшились потери сахарозы в жома, а выход увеличился на 0,41% к массе свеклы. Экономический эффект для завода производительностью 2 тыс. г переработки свеклы в сутки составил 959,5 млн.руб.

вывода И РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОМЛЕННОСТИ

1. Установлено, что ошпаривание свекловичной стружки паром в промышленных условиях наряду с интенсификацией тепломассообмена приводит к неравномерному ее нагреву и уменьшению вследствие этого степени проницаемости свекловичной ткани в среднем на 20%.

2. Установлено, что комбинированный нагрев свекловичной стружки паром до 60-70°С и соком до 75°С увеличивает в 4,7-5.6 раза скорость процесса по сравнению с ошпариванием соком, а также устраняет неравномерность температурного поля и затруднения при регулировании температуры.

3. Установлено, что толщина свекловичной стружки не оказывает существенного влияния на коэффициент диффузии сахарозы £ свекловичной ткани.

4. На основе лабораторных исследований экстрагирования сахарозы из свекловичной стружки при температурах 20-70°С подтверждено, что с ее повышением средний коэффициент диффузии увеличивает-

ся по экспоненциальном!/ закону. Предложено эмпирическое уравнение этой зависимости для сахарной свеклы Центрально-Черноземного региона.

5. Выявлена линейная зависимость коэффициента диффузии сахарозы от чистоты свекловичного сока, предложено эмпирическое уравнение для ее описания в интервале чистоты от 89 до 84%.

6. Показано, что при ошпаривании свекловичной стружки паром за счет ввода в него Формальдегида, число микроорганизмов в диффузионном соке уменьшается более, чем в 80 раз.

7. Доказано, что при ошпаривании свекловичной стружки введение в пар Формальдегида и изопропанола приводит к увеличению коэффициента диффузии сахарозы на 20-25%, снижению михгобиальной зараженности диффузионного сока в 500 раз.

8. Обоснованы оптимальные условия предварительной обработки свекловичной стружки: ошпаривание паром до 60-70°С с добавка).« химических реагентов - Формальдегида 1г. изопропанола 20мг на 100кг свеклы, нагрев диффузионным соком до 75-78°С.

9. Предложен способ получения диффузионного сока с предварительной подготовкой свекловичной стружки, позволяющий интенсифицировать процесс экстрагирования и улучшить качественные показатели продуктов С повысить на 20-25% коэффициент диффузии сахарозы, увеличить чистоту диффузионного сока на 0,5%).

10. Промышленными исследованиями установлено, что применение способа получения диффузионного сока позволяет заводу снизить потери в производстве за счет уменьшения интенсивности микробиологического разложения сахарозы, повысить выход сахара на 0,3-0,4%. снизить выход мелассы на 0,25-0,30%. Экономический эффект применения данного способа составляет 959,5 млн.руб.

Основное содержание диссертации опубликовано в следувдих работах:

1. Исследование Фазовых потоков в ошпаривателе типа ОС / Ба-лакан С.А.. Рогальский С.В., Кухар В. Н., Буромский В.В. // Тезисы докл. республ. научн.-техн. конфер. "Интенсификация технологий и совершенствование оборудования перерабатывающих отраслей АПК". - Киев. 1989.

2. A.c. 1703700 СССР. МКИ5 С 13 Д 1/10. Аппарат для ошпаривания свекловичной стружки / Н.Н.Пушанко. A.A.Серегин, С.В.Рогапь-ский. С.А. Балакан, В. Н. Кухар, В. В. Буромский ССССР). -8с.: 3 ил.

3. Зависимость коэффициента диффузии сахарозы в свекловичной ткани от температуры / Садыч А. В., Олейник И. А., Требин JI. И., Спичак В.В.. Буромский В.В. // Сахарная промышленность. - 1995. -N 1. - С. 11-12.

4. Спичак В.В.. Егорова М. И.. Буромский В.В. Ошпаривание свекловичной стружки и жизнедеятельность микроорганизмов // Сахарная промышленность. - 1995. - N 6. - С 15-17.

5. Влияние предварительной обработки свекловичной стружки на извлечение сахара / Спичак В.В., Егорова М.И.. Буромский В.В., Шелухин Н.К. // Сахарная промышленность. - 1996. - N 1. - С. 13-18.

6. Влияние качества свекловичной стружки на интенсивность экстрагирования из нее сахара / Требин J1. И., Фищук Н. У., Спичак В.В., Буромский В.В. // Промышленная теплотехника. - Киев, 1995. - N 6. - с.53-57.

7. Способ получения диффузионного сока / Спичак В.В., Буромский В.В., Егорова М.И.. Требин Л.И. // Решение НИИГПЭ о выдаче патента по заявке 94-022995/13 от 29.06.94.

DEVELOPMENT OF A METHOD OF BEET COSSETTES PREPARATION FOR EXTRACTION BYROMSKY V.V.

Dissertation for the Degree of Candidate of Technical cience. Spesiality 05.18.05 -Sugar and Sugar Substances echnology, Moscow State Academy of Food Industry. Moscow, 1996.

The author defends 7 scientific works, including 2 Author ertificates and Patent, containing the results of theoretical ¡nd experimental research in the field of beet cossettes ■reparation for extraction.

It is worked out that the diffusion coefficient of sugar lepends upon the purity of beet juice: a descriptive equation is suggested. It is proved that heeting beet cossettes to 60-70°C by neansof steem and following heating it to 75-78°C by ¡nesns of jiffusion juice reduces duration of the process approxlrr-itfily by five if compared to juice steaming.

It is set up that if to add some formaldehyde and isopropanol a steam disinfectant effect increases.

A method of diffused juice extraction is elaborated. It includes a preliminary preparation of beet cossettes by way of cossettes scalding with adding formaldehyde and isopropanol. then diffusion juice.

Industrial use of the elaborated method allows to intensify the process of sugar extraction, decreases of the production and molasses sugar losses, reduces the expenditure in reagents. An economical effect is 959,5 mln rubles.

Key words: beet cossettes. diffusion coefficient, cossettes scalding, formaldehyde, Isopropanol, disinfection.